Người đồng sáng lập Ethereum Vitalik Buterin gần đây đã đề xuất một đề xuất dài hạn trong cộng đồng Ethereum Magicians: thay thế máy ảo tầng thực thi hiện tại (EVM) bằng kiến trúc tập lệnh RISC-V mã nguồn mở. Ông so sánh ý tưởng này với Beam Chain ở tầng đồng thuận, cho rằng đây là con đường duy nhất tiềm năng để đạt được đột phá về hiệu suất tầng thực thi và đơn giản hóa logic giao thức. Đặc biệt là về hiệu quả của bằng chứng không kiến thức (ZK Proof), Vitalik dự đoán rằng bằng cách thay thế EVM, có thể đạt được tối đa 100 lần tối ưu hóa. Đề xuất này nhằm giải quyết các vấn đề tắc nghẽn hiện tại của Ethereum liên quan đến hiệu quả bằng chứng ZK, độ phức tạp xây dựng khối, khả năng sử dụng dữ liệu, v.v.
Bài viết này sẽ giải thích động cơ, chi tiết kỹ thuật, lộ trình thực hiện và thách thức của đề xuất này bằng ngôn ngữ dễ hiểu, khám phá tác động của nó đến lộ trình mở rộng hiện tại của Ethereum, và xem xét phản ứng của cộng đồng cũng như những nỗ lực tương tự.
Một, những hạn chế hiện tại của EVM và những lợi thế của RISC-V
Vấn đề của EVM:
Kiến trúc cũ kỹ: EVM sử dụng cấu trúc ngăn xếp 256 bit, không tương thích với CPU hiện đại, dẫn đến hiệu suất kém khi thực thi ZK-EVM.
Bottleneck ZK chứng minh: Như Succinct đã đề cập, ZK-EVM sử dụng khoảng một nửa tài nguyên để thực hiện EVM, giới hạn hiệu suất chứng minh ZK.
Bảo trì kém: Tích lũy các chức năng phức tạp trong nhiều năm, quy định lộn xộn, như SELFDESTRUCT khó bị loại bỏ.
Phát triển bị hạn chế: Bộ lệnh không tiêu chuẩn giới hạn hỗ trợ đa ngôn ngữ, các ngôn ngữ chính khó biên dịch hiệu quả thành mã byte EVM.
Lợi thế của RISC-V:
Hiệu suất cao: RISC-V là tập lệnh rút gọn của CPU thực, thân thiện với phần cứng, có thể được sử dụng cho tối ưu hóa JIT thậm chí là tăng tốc phần cứng.
Tối ưu hóa ZK: Việc tạo ra mạch cho các lệnh RISC-V trực tiếp trong bằng chứng ZK đơn giản hơn so với việc chứng minh các thao tác EVM.
Công cụ chuỗi trưởng thành: Hỗ trợ các ngôn ngữ chính như Rust/C/C++, giảm bớt rào cản phát triển, hệ sinh thái rộng hơn.
Tiêu chuẩn chung: Đã có các blockchain như Nervos CKB áp dụng, có các trường hợp thành công.
Vitalik chỉ ra rằng, thay vì biên dịch EVM thành RISC-V trong ZK-EVM, tốt hơn là sử dụng RISC-V như một kiến trúc thực thi hợp đồng, từ đó nâng cao hiệu quả thực thi và tiềm năng mở rộng một cách căn bản.
Hai, Đường dẫn thay thế và thách thức: Làm thế nào để di chuyển từ EVM?
Ba phương án thay thế:
Song VM đồng thời (bảo thủ nhất): EVM và RISC-V chạy song song, hợp đồng mới có thể chọn RISC-V, đảm bảo tính tương thích trong giai đoạn chuyển tiếp.
Giải pháp trình biên dịch trên chuỗi (cấp tiến): Tất cả các hợp đồng EVM sẽ được giải thích và thực thi bởi hợp đồng RISC-V trên chuỗi.
Cơ chế plugin của trình thông dịch (thỏa hiệp): coi trình thông dịch như một phần tử của giao thức, cho phép chèn các VM khác trong tương lai (như Move).
Những thách thức kỹ thuật phải đối mặt trong việc thực hiện:
Rủi ro giảm hiệu suất thực thi: RISC-V cần mô phỏng thực thi trên chip x86, có thể hiệu suất ban đầu thấp hơn EVM đã được tối ưu.
Cần tái cấu trúc định giá Gas: cần định nghĩa mô hình Gas mới cho lệnh RISC-V, đảm bảo công bằng và an toàn.
Thiết kế hộp cát an toàn: giới hạn các cuộc gọi hệ thống, ngăn chặn tự sửa đổi mã, đảm bảo thực thi xác định.
Công cụ phát triển thích ứng: Cần cập nhật trình biên dịch, trình gỡ lỗi, công cụ kiểm toán bảo mật, hỗ trợ mã byte RISC-V.
Vấn đề tương thích khi di chuyển: Một số hợp đồng phụ thuộc vào đặc điểm của EVM, việc di chuyển cần thiết kế cẩn thận lớp tương thích hoặc cơ chế phục hồi.
Vitalik nghiêng về phương án một như một con đường chuyển tiếp, và cam kết rằng các hợp đồng cũ và mới sẽ duy trì khả năng tương tác, đảm bảo trải nghiệm của nhà phát triển không thay đổi, người dùng không cảm thấy sự nâng cấp.
Ba, ảnh hưởng đến lộ trình mở rộng hiện tại: RISC-V có thay thế L2, phân mảnh dữ liệu, v.v.?
Câu trả lời là phủ định: RISC-V là tối ưu hóa hạ tầng, sẽ không thay thế các lộ trình mở rộng hiện có.
Layer 2：
Rollup vẫn là lực lượng chính trong việc mở rộng Ethereum, RISC-V nâng cao hiệu suất xử lý của L1 và hiệu suất xác thực ZK, chứ không phải là mở rộng trực tiếp thông lượng.
Xác minh L1 nhanh hơn có thể giúp Rollup giảm chi phí và gửi dữ liệu nhanh hơn, nâng cao khả năng mở rộng tổng thể.
Dữ liệu phân mảnh và EIP-4844:
Nút thắt về khả năng dữ liệu vẫn cần được giải quyết bởi EIP-4844 (blob) và Danksharding, RISC-V không ảnh hưởng đến dung lượng dữ liệu trên chuỗi.
Việc thực hiện thay đổi kiến trúc không làm thay đổi nhu cầu lưu trữ dữ liệu của L1.
FaaS, MEV:
Không phụ thuộc vào kiến trúc máy ảo, sẽ không bị lỗi do sự thúc đẩy của RISC-V.
Tóm tắt: RISC-V là "thay động cơ", L2/phân đoạn là "mở đường mạng", hai khía cạnh khác nhau, song hành không mâu thuẫn.
Bốn, Phản hồi của cộng đồng và những nỗ lực liên quan
Sự khác biệt trong cộng đồng:
Người ủng hộ: cho rằng đây là nâng cấp chiến lược cần thiết để đối phó với những thách thức về hiệu suất như Solana/Sui, giúp thu hút các nhà phát triển truyền thống.
Bảo thủ: lo ngại về độ khó thực hiện, gánh nặng lịch sử, chi phí cập nhật công cụ sinh thái lớn, nghi ngờ về tỷ lệ đầu tư và thu hồi tài nguyên.
Các dự án tương tự tham khảo:
Move VM（Aptos/Sui）：Máy ảo hướng tài nguyên hoàn toàn mới, có độ an toàn ngôn ngữ cao, nhưng không tương thích với EVM.
FuelVM: VM mới được thiết kế cho xử lý song song, kết hợp với ngôn ngữ Sway, khả năng tương thích hạn chế.
WASM (Stylus): Đưa WASM vào L2 như một ngôn ngữ hợp đồng, hiện đã được triển khai trên Arbitrum và có tính khả thi thực tế.
Nervos CKB: Sử dụng RISC-V làm VM hợp đồng trên mạng chính là một tiền lệ, cung cấp tham khảo thực tiễn cho Ethereum.
Vitalik đề xuất RISC-V không có nghĩa là từ chối các lựa chọn khác, ông cho rằng cơ chế giải thích trong tương lai cũng có thể được sử dụng để chèn các VM như Move, WASM, xây dựng hệ sinh thái thực thi đa dạng.
Năm, Dự báo ảnh hưởng tương lai: Nếu Ethereum chuyển sang RISC-V
Trải nghiệm của nhà phát triển:
Ngôn ngữ như Solidity/Vyper vẫn có thể sử dụng, phần backend của trình biên dịch thay đổi chứ không phải ngôn ngữ bản thân.
Có thể mở khóa hợp đồng viết bằng ngôn ngữ mới như Rust/C, nhưng không bắt buộc phải chuyển đổi.
Chi phí vận hành và hiệu suất:
Nâng cao hiệu suất thực hiện sẽ mang lại giới hạn Gas cao hơn và phí thấp hơn.
Hợp đồng RISC-V có thể giảm sự phụ thuộc vào hợp đồng tiền biên dịch, mô hình Gas gần gũi hơn với chi phí chứng minh ZK.
Tương thích và phát triển sinh thái:
Trong thời gian tồn tại của hai VM, các hợp đồng hiện có có thể tiếp tục hoạt động, hợp đồng mới sẽ dần dần áp dụng RISC-V.
Cơ sở hạ tầng cần hỗ trợ định dạng bytecode mới, có thể gây ra sự thay đổi tương thích giữa các chuỗi (chẳng hạn như vấn đề tồn tại của BSC, Polygon).
An toàn và ổn định:
Kiến trúc mới cần được thử nghiệm rộng rãi và xác thực hình thức, nâng cao độ tin cậy của giao thức.
Lớp thực thi đơn giản hơn sẽ có lợi cho việc kiểm toán và kiểm soát bề mặt tấn công.
Kết luận
Vitalik đề xuất thay thế EVM của Ethereum bằng RISC-V, thể hiện sự suy nghĩ sâu sắc của Ethereum về giới hạn hiệu suất tương lai và sự đơn giản của giao thức. Đề xuất này vẫn đang ở giai đoạn thảo luận ban đầu, dự kiến việc thực hiện sẽ là một quá trình kéo dài nhiều năm, cần vượt qua nhiều thách thức về công nghệ, cộng đồng và hệ sinh thái. Nó không phải là lật đổ lộ trình hiện tại, mà là củng cố nền tảng, chuẩn bị cho tương lai.
Như Vitalik đã nói: "Để đạt được sự gia tăng theo cấp số, sự thay đổi quyết liệt này có thể là con đường khả thi duy nhất."
Chúng ta có thể coi đây là một cuộc đặt cược vào tương lai, cũng là một cuộc khám phá sâu sắc về việc "có đáng để tái cấu trúc nền tảng hay không".
Nội dung chỉ mang tính chất tham khảo, không phải là lời chào mời hay đề nghị. Không cung cấp tư vấn về đầu tư, thuế hoặc pháp lý. Xem Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm để biết thêm thông tin về rủi ro.
Ý tưởng táo bạo của Vitalik: Thay thế EVM Ethereum bằng RISC-V có nghĩa là gì?
Tác giả | GaryMa 吴 nói về Blockchain
Giới thiệu
Người đồng sáng lập Ethereum Vitalik Buterin gần đây đã đề xuất một đề xuất dài hạn trong cộng đồng Ethereum Magicians: thay thế máy ảo tầng thực thi hiện tại (EVM) bằng kiến trúc tập lệnh RISC-V mã nguồn mở. Ông so sánh ý tưởng này với Beam Chain ở tầng đồng thuận, cho rằng đây là con đường duy nhất tiềm năng để đạt được đột phá về hiệu suất tầng thực thi và đơn giản hóa logic giao thức. Đặc biệt là về hiệu quả của bằng chứng không kiến thức (ZK Proof), Vitalik dự đoán rằng bằng cách thay thế EVM, có thể đạt được tối đa 100 lần tối ưu hóa. Đề xuất này nhằm giải quyết các vấn đề tắc nghẽn hiện tại của Ethereum liên quan đến hiệu quả bằng chứng ZK, độ phức tạp xây dựng khối, khả năng sử dụng dữ liệu, v.v.
Bài viết này sẽ giải thích động cơ, chi tiết kỹ thuật, lộ trình thực hiện và thách thức của đề xuất này bằng ngôn ngữ dễ hiểu, khám phá tác động của nó đến lộ trình mở rộng hiện tại của Ethereum, và xem xét phản ứng của cộng đồng cũng như những nỗ lực tương tự.
Một, những hạn chế hiện tại của EVM và những lợi thế của RISC-V
Vấn đề của EVM:
Kiến trúc cũ kỹ: EVM sử dụng cấu trúc ngăn xếp 256 bit, không tương thích với CPU hiện đại, dẫn đến hiệu suất kém khi thực thi ZK-EVM.
Bottleneck ZK chứng minh: Như Succinct đã đề cập, ZK-EVM sử dụng khoảng một nửa tài nguyên để thực hiện EVM, giới hạn hiệu suất chứng minh ZK.
Bảo trì kém: Tích lũy các chức năng phức tạp trong nhiều năm, quy định lộn xộn, như SELFDESTRUCT khó bị loại bỏ.
Phát triển bị hạn chế: Bộ lệnh không tiêu chuẩn giới hạn hỗ trợ đa ngôn ngữ, các ngôn ngữ chính khó biên dịch hiệu quả thành mã byte EVM.
Lợi thế của RISC-V:
Hiệu suất cao: RISC-V là tập lệnh rút gọn của CPU thực, thân thiện với phần cứng, có thể được sử dụng cho tối ưu hóa JIT thậm chí là tăng tốc phần cứng.
Tối ưu hóa ZK: Việc tạo ra mạch cho các lệnh RISC-V trực tiếp trong bằng chứng ZK đơn giản hơn so với việc chứng minh các thao tác EVM.
Công cụ chuỗi trưởng thành: Hỗ trợ các ngôn ngữ chính như Rust/C/C++, giảm bớt rào cản phát triển, hệ sinh thái rộng hơn.
Tiêu chuẩn chung: Đã có các blockchain như Nervos CKB áp dụng, có các trường hợp thành công.
Vitalik chỉ ra rằng, thay vì biên dịch EVM thành RISC-V trong ZK-EVM, tốt hơn là sử dụng RISC-V như một kiến trúc thực thi hợp đồng, từ đó nâng cao hiệu quả thực thi và tiềm năng mở rộng một cách căn bản.
Hai, Đường dẫn thay thế và thách thức: Làm thế nào để di chuyển từ EVM?
Ba phương án thay thế:
Song VM đồng thời (bảo thủ nhất): EVM và RISC-V chạy song song, hợp đồng mới có thể chọn RISC-V, đảm bảo tính tương thích trong giai đoạn chuyển tiếp.
Giải pháp trình biên dịch trên chuỗi (cấp tiến): Tất cả các hợp đồng EVM sẽ được giải thích và thực thi bởi hợp đồng RISC-V trên chuỗi.
Cơ chế plugin của trình thông dịch (thỏa hiệp): coi trình thông dịch như một phần tử của giao thức, cho phép chèn các VM khác trong tương lai (như Move).
Những thách thức kỹ thuật phải đối mặt trong việc thực hiện:
Rủi ro giảm hiệu suất thực thi: RISC-V cần mô phỏng thực thi trên chip x86, có thể hiệu suất ban đầu thấp hơn EVM đã được tối ưu.
Cần tái cấu trúc định giá Gas: cần định nghĩa mô hình Gas mới cho lệnh RISC-V, đảm bảo công bằng và an toàn.
Thiết kế hộp cát an toàn: giới hạn các cuộc gọi hệ thống, ngăn chặn tự sửa đổi mã, đảm bảo thực thi xác định.
Công cụ phát triển thích ứng: Cần cập nhật trình biên dịch, trình gỡ lỗi, công cụ kiểm toán bảo mật, hỗ trợ mã byte RISC-V.
Vấn đề tương thích khi di chuyển: Một số hợp đồng phụ thuộc vào đặc điểm của EVM, việc di chuyển cần thiết kế cẩn thận lớp tương thích hoặc cơ chế phục hồi.
Vitalik nghiêng về phương án một như một con đường chuyển tiếp, và cam kết rằng các hợp đồng cũ và mới sẽ duy trì khả năng tương tác, đảm bảo trải nghiệm của nhà phát triển không thay đổi, người dùng không cảm thấy sự nâng cấp.
Ba, ảnh hưởng đến lộ trình mở rộng hiện tại: RISC-V có thay thế L2, phân mảnh dữ liệu, v.v.?
Câu trả lời là phủ định: RISC-V là tối ưu hóa hạ tầng, sẽ không thay thế các lộ trình mở rộng hiện có.
Layer 2：
Rollup vẫn là lực lượng chính trong việc mở rộng Ethereum, RISC-V nâng cao hiệu suất xử lý của L1 và hiệu suất xác thực ZK, chứ không phải là mở rộng trực tiếp thông lượng.
Xác minh L1 nhanh hơn có thể giúp Rollup giảm chi phí và gửi dữ liệu nhanh hơn, nâng cao khả năng mở rộng tổng thể.
Dữ liệu phân mảnh và EIP-4844:
Nút thắt về khả năng dữ liệu vẫn cần được giải quyết bởi EIP-4844 (blob) và Danksharding, RISC-V không ảnh hưởng đến dung lượng dữ liệu trên chuỗi.
Việc thực hiện thay đổi kiến trúc không làm thay đổi nhu cầu lưu trữ dữ liệu của L1.
FaaS, MEV:
Không phụ thuộc vào kiến trúc máy ảo, sẽ không bị lỗi do sự thúc đẩy của RISC-V.
Tóm tắt: RISC-V là "thay động cơ", L2/phân đoạn là "mở đường mạng", hai khía cạnh khác nhau, song hành không mâu thuẫn.
Bốn, Phản hồi của cộng đồng và những nỗ lực liên quan
Sự khác biệt trong cộng đồng:
Người ủng hộ: cho rằng đây là nâng cấp chiến lược cần thiết để đối phó với những thách thức về hiệu suất như Solana/Sui, giúp thu hút các nhà phát triển truyền thống.
Bảo thủ: lo ngại về độ khó thực hiện, gánh nặng lịch sử, chi phí cập nhật công cụ sinh thái lớn, nghi ngờ về tỷ lệ đầu tư và thu hồi tài nguyên.
Các dự án tương tự tham khảo:
Move VM（Aptos/Sui）：Máy ảo hướng tài nguyên hoàn toàn mới, có độ an toàn ngôn ngữ cao, nhưng không tương thích với EVM.
FuelVM: VM mới được thiết kế cho xử lý song song, kết hợp với ngôn ngữ Sway, khả năng tương thích hạn chế.
WASM (Stylus): Đưa WASM vào L2 như một ngôn ngữ hợp đồng, hiện đã được triển khai trên Arbitrum và có tính khả thi thực tế.
Nervos CKB: Sử dụng RISC-V làm VM hợp đồng trên mạng chính là một tiền lệ, cung cấp tham khảo thực tiễn cho Ethereum.
Vitalik đề xuất RISC-V không có nghĩa là từ chối các lựa chọn khác, ông cho rằng cơ chế giải thích trong tương lai cũng có thể được sử dụng để chèn các VM như Move, WASM, xây dựng hệ sinh thái thực thi đa dạng.
Năm, Dự báo ảnh hưởng tương lai: Nếu Ethereum chuyển sang RISC-V
Trải nghiệm của nhà phát triển:
Ngôn ngữ như Solidity/Vyper vẫn có thể sử dụng, phần backend của trình biên dịch thay đổi chứ không phải ngôn ngữ bản thân.
Có thể mở khóa hợp đồng viết bằng ngôn ngữ mới như Rust/C, nhưng không bắt buộc phải chuyển đổi.
Chi phí vận hành và hiệu suất:
Nâng cao hiệu suất thực hiện sẽ mang lại giới hạn Gas cao hơn và phí thấp hơn.
Hợp đồng RISC-V có thể giảm sự phụ thuộc vào hợp đồng tiền biên dịch, mô hình Gas gần gũi hơn với chi phí chứng minh ZK.
Tương thích và phát triển sinh thái:
Trong thời gian tồn tại của hai VM, các hợp đồng hiện có có thể tiếp tục hoạt động, hợp đồng mới sẽ dần dần áp dụng RISC-V.
Cơ sở hạ tầng cần hỗ trợ định dạng bytecode mới, có thể gây ra sự thay đổi tương thích giữa các chuỗi (chẳng hạn như vấn đề tồn tại của BSC, Polygon).
An toàn và ổn định:
Kiến trúc mới cần được thử nghiệm rộng rãi và xác thực hình thức, nâng cao độ tin cậy của giao thức.
Lớp thực thi đơn giản hơn sẽ có lợi cho việc kiểm toán và kiểm soát bề mặt tấn công.
Kết luận
Vitalik đề xuất thay thế EVM của Ethereum bằng RISC-V, thể hiện sự suy nghĩ sâu sắc của Ethereum về giới hạn hiệu suất tương lai và sự đơn giản của giao thức. Đề xuất này vẫn đang ở giai đoạn thảo luận ban đầu, dự kiến việc thực hiện sẽ là một quá trình kéo dài nhiều năm, cần vượt qua nhiều thách thức về công nghệ, cộng đồng và hệ sinh thái. Nó không phải là lật đổ lộ trình hiện tại, mà là củng cố nền tảng, chuẩn bị cho tương lai.
Như Vitalik đã nói: "Để đạt được sự gia tăng theo cấp số, sự thay đổi quyết liệt này có thể là con đường khả thi duy nhất."
Chúng ta có thể coi đây là một cuộc đặt cược vào tương lai, cũng là một cuộc khám phá sâu sắc về việc "có đáng để tái cấu trúc nền tảng hay không".
Nguồn tham khảo: